Ночь или ночное время — это период темноты , когда Солнце находится за горизонтом.
Это слово можно использовать в социальном смысле как время между сном и утром . В обычном общении это прощание (иногда удлиненное до «спокойной ночи»), главным образом, когда кто-то собирается спать или уходит. [1]
Астрономическая ночь — это период между астрономическими сумерками и астрономическим рассветом , когда Солнце находится под углом от 18 до 90 градусов над горизонтом и не освещает небо. Как видно с широт между 48,56° и 65,73° к северу или югу от экватора , полная темнота не наступает в период летнего солнцестояния , потому что, хотя Солнце и садится, оно никогда не находится более чем на 18° ниже горизонта в нижней кульминации , -90°. ° Солнечные углы встречаются в тропике Рака в декабрьское солнцестояние и в тропике Козерога в июньское солнцестояние , а также на экваторе в дни равноденствия . И, как видно с широты более 72 ° к северу или югу от экватора, полная темнота не наступает в оба равноденствия, потому что, хотя Солнце и садится, оно никогда не находится ниже горизонта более чем на 18 °.
Противоположностью ночи является день (или « дневное время », чтобы отличить его от «дня», относящегося к 24-часовому периоду времени). Сумерки — это период ночи после захода солнца или перед восходом солнца, когда Солнце все еще освещает небо, находясь за горизонтом. В любой момент времени одна сторона Земли залита солнечным светом (дневное время), а другая сторона находится во тьме , вызванной тем, что Земля блокирует солнечный свет. Центральная часть тени называется умброй , там, где ночь самая темная.
Естественное освещение ночью по-прежнему обеспечивается сочетанием лунного света , планетарного света , звездного света , зодиакального света , гегеншейна и свечения воздуха . В некоторых случаях некоторое освещение могут обеспечить полярные сияния , молнии и биолюминесценция . Свечение , обеспечиваемое искусственным освещением, иногда называют световым загрязнением, поскольку оно может мешать наблюдательной астрономии и экосистемам .
Продолжительность ночи на Земле варьируется в зависимости от времени года. Зимой ночи бывают более длинными, причем зимнее солнцестояние является самым продолжительным. Летом ночи короче, а время летнего солнцестояния самое короткое. [2] Земля вращается вокруг Солнца по оси, наклоненной на 23,44 градуса. [3] Ночи длиннее, когда полушарие наклонено от Солнца, и короче, когда полушарие наклонено к Солнцу. [2] В результате самая длинная ночь в году для Северного полушария будет самой короткой ночью в году для Южного полушария . [2]
Продолжительность ночи меньше всего меняется вблизи экватора . Разница между самой короткой и самой длинной ночью увеличивается по мере приближения к полюсам . [4] На экваторе ночь длится примерно 12 часов в течение года. [5] В тропиках практически нет разницы в продолжительности дня и ночи. [4] На 45-й параллели самая длинная зимняя ночь примерно в два раза длиннее самой короткой летней ночи. [6] В пределах полярных кругов ночь продлится полные 24 часа зимнего солнцестояния. [2] Продолжительность этой полярной ночи увеличивается ближе к полюсам. В Уткиагвике на Аляске , самой северной точке Соединенных Штатов, полярная ночь длится 65 дней. [7] На самом полюсе полярная ночь длится 179 дней с сентября по март. [7]
В течение года дневное время суток больше , чем ночное из-за размера Солнца и атмосферной рефракции . Солнце – это не одна точка. [8] Если смотреть с Земли, угловой диаметр Солнца составляет от 31 до 33 угловых минут . [9] Когда центр Солнца падает на уровень западного горизонта , половина Солнца все еще будет видна во время заката . Аналогично, к тому времени, когда центр Солнца поднимется к восточному горизонту, половина Солнца уже будет видна во время восхода солнца . [8] В зонах с умеренным климатом это сокращает ночь примерно на 3 минуты . [10] Атмосферная рефракция преломляет солнечный свет над горизонтом. [10] На Земле Солнце остается видимым на короткое время после того, как оно геометрически опустилось за горизонт. [10] Это сокращает ночь примерно на 6 минут. [10] Рассеянный, рассеянный солнечный свет остается на небе после захода солнца и в сумерках. [11]
Есть несколько способов определить сумерки , постепенный переход к темноте и обратно, когда Солнце находится за горизонтом. «Гражданские» сумерки наступают, когда Солнце находится на расстоянии от 0 до 6 градусов ниже горизонта. В этой точке видны близлежащие планеты, такие как Венера , и яркие звезды, такие как Сириус . [12] «Морские» сумерки продолжаются до тех пор, пока солнце не опустится на 12 градусов ниже горизонта. [13] В морских сумерках горизонт виден достаточно для навигации. [14] «Астрономические» сумерки продолжаются до тех пор, пока солнце не опустится на 18 градусов за горизонт. [12] [15] Это точка, где преломленный солнечный свет больше не виден. [15]
Как и продолжительность самой ночи, продолжительность сумерек варьируется в зависимости от широты . [15] На экваторе день быстро переходит в ночь, а вблизи полюсов переход может занять недели. [15] Лунный свет , свет звезд , свечение воздуха и световое загрязнение создают свечение неба, которое тускло освещает ночное время. [16] [17] Количество свечения неба увеличивается каждый год из-за искусственного освещения . [16]
Явление смены дня и ночи обусловлено вращением небесного тела вокруг своей оси, создающим иллюзию восхода и захода Солнца. Различные тела вращаются с очень разной скоростью: некоторые намного быстрее, чем Земля , а другие чрезвычайно медленно, что приводит к очень длинным дням и ночам. Планета Венера вращается один раз каждые 224,7 дня – безусловно, это самый медленный период вращения среди всех крупных планет. Напротив, звездный день газового гиганта Юпитера длится всего 9 часов 56 минут. [18] Продолжительность орбитального периода планеты также определяет продолжительность ее цикла день-ночь: период вращения Венеры составляет 224,7 дня, но цикл день-ночь длится всего 116,75 дней из-за ее ретроградного вращения и орбитального движения вокруг планеты. солнце. [19] Меркурий имеет самый длинный цикл день-ночь в результате резонанса 3:2 между орбитальным периодом и периодом вращения - этот резонанс дает ему цикл день-ночь, который длится 176 дней. [20] На планете могут наблюдаться большие перепады температуры днем и ночью, как, например, на Меркурии , самой близкой к Солнцу планете. [21]
Цикл день-ночь является одним из соображений обитаемости планет или возможности внеземной жизни на далеких экзопланетах . [22] Некоторые экзопланеты, такие как TRAPPIST-1 , заблокированы приливами . Планеты с приливной блокировкой имеют равные периоды вращения и орбитальные периоды, поэтому на одной стороне постоянный день, а на другой — постоянная ночь. В таких ситуациях астрофизики полагают, что жизнь, скорее всего, будет развиваться в сумеречной зоне между дневным и ночным полушариями. [23] [24]
Живые организмы напрямую реагируют на ночную тьму. [26] Свет и темнота также влияют на циркадные ритмы, физические и психические изменения, которые происходят в 24-часовом цикле. [27] Этот ежедневный цикл регулируется внутренними « биологическими часами », которые корректируются под воздействием света. [27] Продолжительность и время ночного времени зависят от места и времени года. [28] Организмы, которые более активны в ночное время, адаптируются к более тусклому ночному свету, повышенной влажности и более низким температурам. [29]
Животные, активные преимущественно ночью, называются ночными и обычно обладают приспособлениями для ночного видения. [30] В глазах позвоночных свет воспринимают два типа фоторецепторных клеток . [31] Колбочки воспринимают цвет, но неэффективны при слабом освещении; палочки воспринимают только яркость, но остаются эффективными даже при очень тусклом свете. [32] Глаза ночных животных содержат больший процент палочек. [31] У большинства млекопитающих палочки содержат плотно упакованную ДНК вблизи края ядра. У ночных млекопитающих ситуация противоположная: плотно упакованная ДНК в центре ядра уменьшает рассеяние света. [33]
Сложные глаза насекомых могут видеть даже при более низком уровне освещенности. Например, бражник-слон может видеть в цвете, в том числе в ультрафиолете , только при свете звезд. [30] Ночные насекомые ориентируются, используя лунный свет, лунные фазы, инфракрасное зрение, положение звезд и магнитное поле Земли. [34] Искусственное освещение нарушает биоритмы многих животных. [35] Ночные насекомые, использующие Луну для навигации, особенно уязвимы к дезориентации из-за увеличения уровня искусственного освещения. [36] Искусственное освещение привлекает множество ночных насекомых, которые умирают от истощения, и ночных хищников. [37] Сокращение популяций насекомых нарушает общую экосистему, поскольку их личинки являются ключевым источником пищи для мелких рыб. [38] Сторонник темного неба Пол Богард описал неестественную миграцию ночных летающих насекомых из неосвещенной пустыни Невады в Лас-Вегас как «подобную сверкающим конфетти, плывущим в белом столбе луча». [39]
У некоторых ночных животных развились другие чувства, чтобы компенсировать ограниченный свет. У многих змей есть ямочный орган , который воспринимает инфракрасный свет и позволяет им обнаруживать тепло. Ночные мыши обладают сошниково-носовым органом , который усиливает их обоняние. Летучие мыши сильно зависят от эхолокации . [40] Эхолокация позволяет животному ориентироваться с помощью слуха, издавая звуки и прислушиваясь в течение времени, необходимого им, чтобы прийти в норму. [40] Летучие мыши издают непрерывный поток щелчков, охотясь на насекомых и нацеливаясь на добычу толщиной с человеческий волос. [41]
Люди и другие дневные животные спят преимущественно ночью. [42] Люди, другие млекопитающие и птицы испытывают несколько стадий сна, видимых с помощью электроэнцефалографии . [43] Стадиями сна являются бодрствование , три стадии сна с медленным движением глаз (NREM), включая глубокий сон , и сон с быстрым движением глаз (REM) . [44] Во время быстрого сна сны более частые и сложные. [45] Исследования показывают, что некоторые рептилии могут также испытывать быстрый сон. [46] Во время глубокого сна воспоминания объединяются в долговременную память . [47] Беспозвоночные, скорее всего, тоже спят. Исследования на пчелах, у которых сложные, но не связанные между собой структуры мозга, показали улучшение памяти после сна, как и у млекопитающих. [48]
По сравнению с жизнью наяву сны скудны и содержат ограниченное количество сенсорных деталей. Сны галлюцинаторны или причудливы и часто имеют повествовательную структуру. [49] Существует множество гипотез, объясняющих функцию сновидений, но однозначного ответа нет. [49] Кошмары – это сны, которые причиняют страдания. Слово «кошмар» первоначально относилось к ночным демонам, которые, как считалось, нападали на спящих сновидцев, например, инкуб (мужчина) или суккуб (женщина). [50] Считалось, что демоны могут сесть на грудь сновидца и задушить жертву, как это показано в «Кошмаре» Джона Генри Фюзели . [50]
Грибы могут чувствовать присутствие и отсутствие света, а ночные изменения роста и биологических процессов большинства грибов являются прямой реакцией либо на темноту, либо на понижение температуры. [28] Ночью грибы больше занимаются синтезом клеточных компонентов и увеличением своей биомассы. [51] Например, грибы, питающиеся насекомыми, заражают центральную нервную систему своей жертвы, позволяя грибам контролировать действия умирающего насекомого. Ближе к вечеру грибы перенесут свою жертву на большую высоту, где ветровые потоки смогут разнести ее споры дальше. С наступлением ночи грибы убивают и переваривают насекомое, выпуская плодовые тела из экзоскелета хозяина. [52] Лишь немногие виды грибов имеют настоящие циркадные ритмы. [28] Заметным исключением является Neurospora crassa , хлебная плесень, широко используемая для изучения биоритмов. [53]
В течение дня растения участвуют в фотосинтезе и выделяют кислород . Ночью растения занимаются дыханием , потребляя кислород и выделяя углекислый газ. [54] После захода солнца растения могут поглощать больше воды, что способствует росту новых листьев. [55] Поскольку растения не могут создавать энергию посредством фотосинтеза после захода солнца, они используют энергию, запасенную в растении, обычно в виде крахмальных гранул . [56] Растения используют эту накопленную энергию с постоянной скоростью, истощая свои запасы почти сразу на рассвете. [56] Растения будут корректировать скорость потребления в соответствии с ожидаемым временем до восхода солнца. Это позволяет избежать преждевременного истощения запасов крахмала [56] и позволяет растению приспособиться к более длительным ночам зимой. [57] Если растение подвергнуто искусственно раннему наступлению темноты, оно будет нормировать потребление энергии до рассвета. [57]
Суккулентные растения , в том числе кактусы , приспособились к ограниченному количеству воды в засушливых условиях, таких как пустыни . [58] Устьица кактусов не открываются до ночи. [59] Когда температура падает, поры открываются, позволяя кактусам запасать углекислый газ для фотосинтеза на следующий день - процесс, известный как метаболизм крассуловой кислоты (CAM). [59] [60] Кактусы и большинство ночных растений используют САМ для хранения до 99% углекислого газа, который они используют в ежедневном фотосинтезе. [61] [62] Цероидные кактусы часто имеют цветы, которые цветут ночью и увядают перед восходом солнца. [63] Поскольку немногие пчелы ведут ночной образ жизни, растения, цветущие ночью, полагаются на других опылителей, включая мотыльков, жуков и летучих мышей. [64] Эти цветы больше полагаются на обоняние опылителей: сильные духи привлекают моль, а неприятные запахи привлекают летучих мышей. [65]
Эукариотические и прокариотические организмы, участвующие в фотосинтезе, также страдают от наступления темноты. Как и растения, водоросли перейдут на поглощение кислорода и переработку энергии, запасенной в виде крахмала. [66] [67] Цианобактерии , также известные как голубые водоросли, после захода солнца переключаются с фотосинтеза на фиксацию азота, [68] и поглощают ДНК с гораздо большей скоростью. [69]
Первое постоянное электрическое освещение было продемонстрировано в 1835 году. [70] По мере улучшения искусственного освещения , особенно после промышленной революции , ночная активность увеличилась и стала значительной частью экономики в большинстве мест. Многие заведения, такие как ночные клубы , бары , магазины повседневного спроса , рестораны быстрого питания, заправочные станции , распределительные пункты и полицейские участки , теперь работают 24 часа в сутки или остаются открытыми до 1 или 2 часов ночи. Даже без искусственного освещения лунный свет иногда делает можно путешествовать или работать на открытом воздухе в ночное время.
Ночная жизнь — это собирательный термин для обозначения развлечений , которые доступны и, как правило, более популярны с позднего вечера до раннего утра. [71] Сюда входят пабы , бары, ночные клубы, вечеринки , живая музыка , концерты , кабаре , театры , кинотеатры и шоу. За вход в эти заведения часто требуется взимать плату . Ночные развлечения часто более ориентированы на взрослых , чем дневные развлечения.
Ночь часто ассоциируется с опасностью и злом из-за психологической связи всеохватывающей тьмы ночи со страхом перед неизвестным и помехой тьмы основной сенсорной системе (зрению ) . Ночное время естественным образом связано с уязвимостью и опасностью для физического выживания человека. Преступники, животные и другие потенциальные опасности могут быть скрыты в темноте. Полночь имеет особое значение в человеческом воображении и культуре.
Было обнаружено, что искусство верхнего палеолита демонстрирует ( Андре Леруа-Гураном ) образец выбора, при котором изображения животных, которые считались опасными, располагались на расстоянии от входа в пещерное жилище в ряде различных мест пещеры. [73]
Вера в магию часто включает в себя идею о том, что магия и волшебники более сильны ночью. Сеансы спиритизма обычно проводятся ближе к полуночи. Точно так же мифические и фольклорные существа, такие как вампиры , призраки и оборотни, описываются как более активные ночью. Почти во всех культурах легендарные истории предупреждают об опасностях ночи.
Культурное значение ночи в исламе отличается от значения ночи в западной культуре. Коран был ниспослан во время Ночи Могущества , самой значимой ночи в исламе. Мухаммед совершил свое знаменитое путешествие из Мекки в Иерусалим, а затем ночью на небеса. Другой пророк, Авраам , осознал, что вселенная ночью управляется высшим существом.
Людей, предпочитающих ночной образ жизни, называют полуночниками . [74]